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《2019_2020学年高中物理第三章4磁场对运动电荷的作用——洛伦兹力练习（含解析）教科版选修3_1》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、4.磁场对运动电荷的作用——洛伦兹力基础巩固1.以下说法正确的是( )A.电荷处于磁场中一定受到洛伦兹力B.运动电荷在磁场中一定受到洛伦兹力C.洛伦兹力对运动电荷一定不做功D.洛伦兹力可以改变运动电荷的速度大小解析:只有运动电荷的速度方向与磁场不平行时,运动电荷才会受到洛伦兹力的作用,且洛伦兹力方向始终与速度方向垂直,对运动电荷永不做功,故选项A、B、D错误,选项C正确.答案:C2.(多选)下图是表示磁场磁感应强度B、负电荷运动方向v和磁场对电荷的洛伦兹力F的相互关系图,这四个图中正确的是(B、v、F两两垂直)( )解析:应用左手定则解决三者间方向的问题,特别要注意其余
2、四指的指向,本题中应指向v的反方向,由左手定则判断知选项A、B、C正确.答案:ABC3.(多选)在右图中虚线所示的区域内存在匀强电场和匀强磁场.取如图所示坐标系,一带电粒子沿x轴正方向进入此区域,在穿过此区域的过程中运动方向始终不发生偏转,不计重力的影响,电场强度E和磁感应强度B的方向可能是( )A.E和B都沿x轴方向B.E沿y轴正向,B沿z轴正向C.E沿z轴正向,B沿y轴正向D.E、B都沿z轴方向解析:本题没有说明带电粒子的带电性质,为便于分析,假定粒子带正电.A选项中,磁场对粒子作用力为零,电场力与粒子运动方向在同一直线上,运动方向不会发生偏转;B选项中,电场力方向向
3、上,洛伦兹力方向向下,当这两个力平衡时,粒子运动方向可以始终不变;C选项中,电场力、洛伦兹力都沿z轴正方向,粒子将做曲线运动;D选项中,电场力沿z轴方向,洛伦兹力沿y轴方向,两力不可能平衡,粒子将做曲线运动.如果粒子带负电,仍有上述结果.答案:AB4.大量带电量均为+q的粒子,在匀强磁场中运动,下列说法正确的是( )A.只要速度大小相同,所受洛伦兹力就相同B.如果把+q改为-q,且速度反向、大小不变、与磁场方向不平行,则洛伦兹力的大小、方向均不变C.只要带电粒子在磁场中运动,它一定受到洛伦兹力作用D.带电粒子受到洛伦兹力越小,则该磁场的磁感应强度就越小解析:带电粒子在磁场
4、中运动时受到的磁场力不仅与其速度的大小有关,还与其速度的方向有关,当速度方向与磁场方向在一条直线上时,不受磁场力作用,所以A、C、D错误;根据左手定则和洛伦兹力大小的计算公式,可以判断B是正确的.答案:B5.如图所示,在第一象限内有垂直纸面向里的匀强磁场,一对正、负电子分别以相同的速度沿与x轴成30°角从原点射入磁场,则正、负电子在磁场中运动时间之比是( )A.1∶2B.2∶1C.1∶3D.1∶1解析:由于电荷质量相等,所以两电荷周期T相等.如图正电荷向上偏,在磁场内所对圆心角为弦切角的二倍(120°),在磁场内运动时间为T3,同理负电荷所对圆心角是60°,在磁场内运动时
5、间是T6,故选B.答案:B6.(多选)有两个匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ,Ⅰ中的磁感应强度是Ⅱ中的k倍.两个速率相同的电子分别在两磁场区域做圆周运动.与Ⅰ中运动的电子相比,Ⅱ中的电子( )A.运动轨迹的半径是Ⅰ中的k倍B.加速度的大小是Ⅰ中的k倍C.做圆周运动的周期是Ⅰ中的k倍D.做圆周运动的角速度与Ⅰ中的相等解析:由题意知BⅠ=kBⅡ,由r=mvqB知,选项A正确;由a=qvBm知aⅡ=1kaⅠ,故选项B错误;由T=2πmqB得TⅡTⅠ=BⅠBⅡ=k,即TⅡ=kTⅠ,故选项C正确;由ω=2πT=qBm知ωⅡ=1kωⅠ,故选项D错误.答案:AC7.如图所示,矩形区域宽度为l,其内有
6、磁感应强度为B、垂直纸面向外的匀强磁场.一带电粒子以初速度v0垂直左边界射入,飞出磁场时偏离原方向30°.若撤去原来的磁场,在此区域内加一个电场强度为E、方向竖直向下的匀强电场(图中未画出),带电粒子仍以原来的初速度入射.不计粒子的重力,求:(1)带电粒子在磁场中的运动半径.(2)带电粒子在磁场中运动的时间.(3)带电粒子飞出电场后的偏转角的正切值.解析:(1)如图,设半径为R,由几何关系可得sin30°=lR,求得R=2l.(2)由Bqv0=mv02R得qm=v02BlT=2πmqB得t=112T=πl3v0.(3)粒子做平抛运动,设偏转角为θ,水平方向匀速l=v0t',
7、竖直方向匀加速,加速度a=qEm,竖直分速度vy=at',tanθ=vyv0=E2Bv0.答案:(1)2l (2)πl3v0 (3)E2Bv08.如图所示,质量为m、电荷量为q的带电粒子,以初速度v沿垂直磁场方向射入磁感应强度为B的匀强磁场,在磁场中做匀速圆周运动.不计带电粒子所受重力.(1)求粒子做匀速圆周运动的半径R和周期T;(2)为使该粒子做匀速直线运动,还需要同时存在一个与磁场方向垂直的匀强电场,求电场强度E的大小.解析:(1)洛伦兹力提供向心力,有qvB=mv2R带电粒子做匀速圆周运动的半径R=mvqB匀
